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与常见的浅部岩体相比较,深部岩体具有更为复杂的地质力学背景(即高地应力、高地温、高岩溶水压力、强烈的开采扰动),因而其在受力后体现出来的变形、强度特性与浅部岩体明显不同,如何保证深部岩体工程的稳定性是当前需要解决的关键性问题。基于此,本文以四川锦屏二级水电站深部大理岩所处的地质力学及工程开挖环境为背景,依托于李新平教授的国家自然科学基金项目:深部裂隙岩体的加卸载力学特性与多场耦合模型研究,采取锦屏引水涵洞大理岩为研究对象,围绕其所处高地应力及卸荷的地质力学环境,对大理岩试样在卸荷路径下的变形、强度特性进行了分析与研究。通过系统的室内试验研究、理论分析,在拟合出适合于本岩样卸荷路径下的幂函数强度准则基础上,运用数值仿真软件对大理岩的峰前卸荷室内试验进行了仿真模拟,并进行了拓展,达到了与室内试验相互验证和补充的目的。本论文主要包括以下几个方面的研究:(1)通过对大理岩试件进行系统的单轴压缩试验、常规三轴压缩试验、峰前、峰后卸荷试验,获得了在不同应力路径作用下大理岩试件的强度以及变形特性。试验表现出的主要特征为:在加载、卸载不同的应力路径下,围压对岩石试件的影响都很大。在峰前、峰后卸围压试验中,岩样都表现出脆性破坏特征,破坏发生时,试件的侧向变形明显大于轴向变形。常规三轴试验中,侧向变形与轴向变形大致相同。与常规三轴试验相比较,卸荷试验比加载试验更能引起岩石的破坏,且破坏程度更为强烈。峰前卸荷试验比峰后卸荷试验引起的破坏更为明显。以上试验为建立大理岩非线性强度准则提供了详细的试验资料。(2)在对大理岩试件进行峰前、峰后卸荷试验的基础上,通过分析前人建立岩石强度准则的方法,提出了一种新的适合于本试验中岩样峰前卸荷应力路径下的幂函数型强度准则,并与双曲线型、抛物线型强度准则进行了比较,得出了幂函数强度准则更为合理。(3)在室内试验及对试验数据分析的基础上,运用有限差分程序FLAC3D对大理岩的卸荷室内试验进行了仿真模拟和进一步拓展,验证了拟合出的幂函数强度准则的准确性,对室内试验的结果进行了补充和说明,达到了与室内试验相互验证的目的。